Efeito de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas, eletroquímicas e citotoxidade de ligas do sistema Ti-15Mo-XNb
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Data
2014-10-03
Autores
Martins Júnior, José Roberto Severino [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
As ligas compostas por titânio, molibdênio e nióbio integram uma nova classe de ligas às base de titânio, sem a presença de alumínio e vanádio (que apresentam citotoxidade) e que possuem baixo valores do módulo de Young (abaixo de 100 GPa). Isto ocorre pelo fato destas ligas possuírem estrutura B, bastante atraentes para o emprego como biomateriais. Neste tipo de ligas, as variáveis de processamento podem ser controladas mais facilmente em relação às ligas a w a-B, objetivando a obtenção de propriedades melhoradas como menor módulo de elasticidade, aumento da resistência corrosão e melhor resposta do tecido ósseo. Neste trabalho foi estudado o efeito de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas, eletroquímicas e biocompatibilidade de ligas do sistema Ti-15%pMo-XNb(0,5, 10, 15 e 20% em peso). As ligas foram fundidas em forno a arco e caracterizadas por difração de raios X e análise pelo Método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva (EDS), microdureza, módulo de elasticidade, resistência à corrosão e citoxidade. Com a adição de nióbio, diminui-se consideravelmente a microdureza e o mesmo ocorreu com o módulo de elasticidade, com valores em torno 80 GPa, bem abaixo do materiais metálicos comercialmente para este tipo de aplicação. Com adição de oxigênio existe uma tendência de aumento da microdureza e do módulo de elasticidade. A resistência à corrosão das ligas aumentou consideravelmente com a adição de nióbio, possuindo uma baixa densidade de corrente de corrosão. Os ensaios de citotoxidade in vitro mostraram aumento na viabilidade celular com base nos ensaios de MTTe Cristal de Violeta. Das ligas produzidas, destaca-se a Ti-15Mo-20Nb, pois possui menor microdureza e módulo de elasticidade, além de ter aumentado a viabilidade celular
Alloys composed by titanium, molybdenum and niobium are part of a new class of titanium-based alloys, without the presence of aluminum and vanadium (which exhibit cytotoxicity) and that have low values of Young's Modulus (below 100 GPa). This occurs because these alloys have B structure, very attractive for employment as biomaterials. In this type of alloys, processing variables can be controlled more easily in relation to a - B alloys, aiming improved properties like lower modulus of elasticity, increased corrosion resistance and better response of bone tissue. In this work, we studied the effect of the addition of oxygen and heat treatments on the mechanical and electrochemical properties, and cytotoxicity, of Ti-15wt%Mo-XNb (X= 0,5, 10, 15 and 20 w%) alloys system. The alloys were melthed in arc-furnace and characterized by x-ray diffraction techniques and analysis by Rietveld method, optical and scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, (EDS), microhardness, modulus of elasticity, resistance to corrosion and cytotoxicity, The results showed promising results with the addition of niobiu. With the addition of niobium, occurs considerably decreases in the microhardness and the same occurred with the modulus of elasticity, with values around 80 GPa, below the metallic materials used commercially for this type of application. With the addition of oxygen there is a trend of increasing microhardness and modulus of elasticity. The corrosion resistance of alloys that has increased considerably with the additoion of niobium, prossessing a low corrosion current density. Cytotoxicity assays demonstrated in vitro cell viability based on MIT assay and Crystal Violet. Alloys produced, highlight the Ti-15Mo-20Nb, because it has lower hardness and modulus of elasticity, in addition to cell viability
Alloys composed by titanium, molybdenum and niobium are part of a new class of titanium-based alloys, without the presence of aluminum and vanadium (which exhibit cytotoxicity) and that have low values of Young's Modulus (below 100 GPa). This occurs because these alloys have B structure, very attractive for employment as biomaterials. In this type of alloys, processing variables can be controlled more easily in relation to a - B alloys, aiming improved properties like lower modulus of elasticity, increased corrosion resistance and better response of bone tissue. In this work, we studied the effect of the addition of oxygen and heat treatments on the mechanical and electrochemical properties, and cytotoxicity, of Ti-15wt%Mo-XNb (X= 0,5, 10, 15 and 20 w%) alloys system. The alloys were melthed in arc-furnace and characterized by x-ray diffraction techniques and analysis by Rietveld method, optical and scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, (EDS), microhardness, modulus of elasticity, resistance to corrosion and cytotoxicity, The results showed promising results with the addition of niobiu. With the addition of niobium, occurs considerably decreases in the microhardness and the same occurred with the modulus of elasticity, with values around 80 GPa, below the metallic materials used commercially for this type of application. With the addition of oxygen there is a trend of increasing microhardness and modulus of elasticity. The corrosion resistance of alloys that has increased considerably with the additoion of niobium, prossessing a low corrosion current density. Cytotoxicity assays demonstrated in vitro cell viability based on MIT assay and Crystal Violet. Alloys produced, highlight the Ti-15Mo-20Nb, because it has lower hardness and modulus of elasticity, in addition to cell viability
Descrição
Palavras-chave
Materiais biomédicos, Ligas de titanio - Corrosão, Oxigenio, Citotoxicidade, Elasticidade, Biomedical materials
Como citar
MARTINS JÚNIOR, José Roberto Severino. Efeito de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas, eletroquímicas e citotoxidade de ligas do sistema Ti-15Mo-XNb. 2014. 167 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências, 2014.